JPH025951B2 - - Google Patents
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- JPH025951B2 JPH025951B2 JP56194396A JP19439681A JPH025951B2 JP H025951 B2 JPH025951 B2 JP H025951B2 JP 56194396 A JP56194396 A JP 56194396A JP 19439681 A JP19439681 A JP 19439681A JP H025951 B2 JPH025951 B2 JP H025951B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- narrow grooves
- sliding contact
- sliding
- seal
- seat ring
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
- F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3412—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with cavities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメカニカルシールにおけるシートリン
グもしくはシールリングの摺接面形成方法に係
り、さらに詳しくは上記摺接面に所要の方向性を
有する密封用ならびに潤滑用の細溝を形成するシ
ートリングもしくはシールリングの摺接面形成方
法に関するものである。
グもしくはシールリングの摺接面形成方法に係
り、さらに詳しくは上記摺接面に所要の方向性を
有する密封用ならびに潤滑用の細溝を形成するシ
ートリングもしくはシールリングの摺接面形成方
法に関するものである。
従来、メカニカルシールにおいてその漏洩量を
減少させるため、該メカニカルシールを構成する
シートリングよびシールリングの摺接面に関して
は、該摺接面の面精度を向上させ、摺接面間に介
在する流体膜を薄くする方法、または該摺接面に
スパイラル溝を形成してそのポンピング効果によ
つて流体膜を薄くする方法が広く知られている。
減少させるため、該メカニカルシールを構成する
シートリングよびシールリングの摺接面に関して
は、該摺接面の面精度を向上させ、摺接面間に介
在する流体膜を薄くする方法、または該摺接面に
スパイラル溝を形成してそのポンピング効果によ
つて流体膜を薄くする方法が広く知られている。
しかしながら、上記従来技術は両法とも漏洩量
を改善することによつて摺動発熱が増大し、摺接
面に熱変形、摩耗等の熱劣化が発生し、さらには
該摺接面がクラツラ、発泡等密封破壊を生ずる場
合もあり、結果的に耐久密封性が低下する欠点を
有している。したがつてこの相反する密封性と摺
動発熱を制御することは従来きわめて困難とさ
れ、上記シートリングおよびシールリングに耐熱
摺動材を採用して安全率を高めるか、または漏洩
量の多少の増加を許容して対処してきたのが現状
である。またこれら従来のメカニカルシールにお
けるシートリングもしくはシールリングの摺接面
製作方法としては、従来、ラツピングによる方
法、研削による方法、施削による方法および型成
形による方法が広く採られており、さらに上記各
方法を施こした後、ポリシング、バフ、機械的ま
たは化学的面荒らしなどが施こされている。しか
しながらかかる従来方法は何れもその目的、すな
わち耐久密封性の維持に対してある程度の効果は
奏するものの、摺接面における密封作用面と潤滑
作用面の分担比までは明確にできず、漏洩量と発
熱量の制御を自在とするには至つていない。
を改善することによつて摺動発熱が増大し、摺接
面に熱変形、摩耗等の熱劣化が発生し、さらには
該摺接面がクラツラ、発泡等密封破壊を生ずる場
合もあり、結果的に耐久密封性が低下する欠点を
有している。したがつてこの相反する密封性と摺
動発熱を制御することは従来きわめて困難とさ
れ、上記シートリングおよびシールリングに耐熱
摺動材を採用して安全率を高めるか、または漏洩
量の多少の増加を許容して対処してきたのが現状
である。またこれら従来のメカニカルシールにお
けるシートリングもしくはシールリングの摺接面
製作方法としては、従来、ラツピングによる方
法、研削による方法、施削による方法および型成
形による方法が広く採られており、さらに上記各
方法を施こした後、ポリシング、バフ、機械的ま
たは化学的面荒らしなどが施こされている。しか
しながらかかる従来方法は何れもその目的、すな
わち耐久密封性の維持に対してある程度の効果は
奏するものの、摺接面における密封作用面と潤滑
作用面の分担比までは明確にできず、漏洩量と発
熱量の制御を自在とするには至つていない。
本考案は以上の点に鑑み、研削加工法もしくは
ラツプ加工法によつて平面状に形成した、メカニ
カルシールを構成するシートリングもしくはシー
ルリングの摺接面に、その両端を上記摺接面の外
周端および内周端に至到させ、かつその方向を相
対的回転方向の前方ならびに後方に傾斜させる所
要数の密封用ならびに潤滑用の細溝をけがき加工
によつて形成し、その後上記摺接面を磨き加工し
て上記細溝の両縁になめらかな膨出部が形成され
るように仕上げる方法によつて密封性と摺動発熱
双方の制御を可能とし、耐久密封性に優れたメカ
ニカルシールを製作できるメカニカルシールにお
けるシートリングもしくはシールリングの摺接面
形成方法を提供せんとするものである。
ラツプ加工法によつて平面状に形成した、メカニ
カルシールを構成するシートリングもしくはシー
ルリングの摺接面に、その両端を上記摺接面の外
周端および内周端に至到させ、かつその方向を相
対的回転方向の前方ならびに後方に傾斜させる所
要数の密封用ならびに潤滑用の細溝をけがき加工
によつて形成し、その後上記摺接面を磨き加工し
て上記細溝の両縁になめらかな膨出部が形成され
るように仕上げる方法によつて密封性と摺動発熱
双方の制御を可能とし、耐久密封性に優れたメカ
ニカルシールを製作できるメカニカルシールにお
けるシートリングもしくはシールリングの摺接面
形成方法を提供せんとするものである。
以下、本発明メカニカルシールにおけるシート
リングもしくはシールリングの摺接面形成方法を
説明するにその前提となる細溝について第１図お
よび第２図にしたがつて説明すると、図中１は要
部を拡大して表わした外部加圧型のメカニカルシ
ールであつて、ハウジング２に固定されたシート
リング３と、該シートリング３に挿通される回転
軸４に固定されるとともに、該回転軸４に従動す
るシールリング５の摺接によつて当該メカニカル
シール１の外周側に密封された流体Ａの漏洩を阻
止せんとするものであつて、上記シールリング５
の摺接面５ａには、該シールリング５の回転方向
（矢印Ｂ）に対して摺接面５ａ直径方向の後方に
傾斜する細溝６，６…および同じく前方に傾斜す
る細溝７，７…が、その両端を上記摺接面５ａの
外周端５ｂならびに内周端５ｃに至到するととも
に相互に交叉するように設けられる。該細溝６，
６…７，７…は前方に傾斜する細溝７，７…が潤
滑流体膜を形成する機能（潤滑用）を奏し、一
方、後方に傾斜する細溝６，６…がポンピング作
用によつて密封する機能（密封用）を奏するもの
で、密封流体Ａは、第３図に示すごとく、摺接面
５ａの回転方向およびその粘性作用によつて前方
傾斜７，７…内に吸入され、該細溝７，７…内に
保留されつつ移動し（矢印Ｃ方向）、潤滑流体膜
を形成して上記シールリング５の摺接面５ａとシ
ートリング３の摺接面３ａ間を潤滑する。しかし
て、上記前方傾斜の細溝７，７…に沿つて移動し
た密封流体Ａは、該細溝７，７…と上記後方傾斜
の細溝６，６…が交叉する個所において、該後方
傾斜の細溝６，６…に移行し、摺接面５ａの内周
端５ｃに至ることなく吸入側（外周端５ｂ側）へ
排出される。したがつてシールリング５の摺接面
５ａに形成される上記細溝６，６…７，７…は摺
接面３ａ，５ａ間に吸入された流体量を上回る排
出能力を有するように、すなわち後方傾斜の細溝
６，６…の排出能力が前方傾斜の細溝７，７…の
吸入能力を上回るように形成される。この場合、
当該メカニカルシール１の停止時における漏洩を
完全に止めるためには細溝６，６…７，７…から
の流出を阻止する必要があり、そのためには該細
溝６，６…７，７…を0.2〜0.7μ以内に仕上げる
ことにより目的を達する。またある程度の漏洩を
許容する場合、または停止時間が短い場合、機器
において停止時、流体がメカニカルシール部に来
ない場合、停止時に圧力がなくなる場合には細溝
６，６…７，７…は1.0〜3μまでは許容され、こ
の範囲であれば通常のシール効果を得ることがで
き、細溝６，６…７，７…はその目的によつて
0.2〜3μの範囲にコントロールされる。
リングもしくはシールリングの摺接面形成方法を
説明するにその前提となる細溝について第１図お
よび第２図にしたがつて説明すると、図中１は要
部を拡大して表わした外部加圧型のメカニカルシ
ールであつて、ハウジング２に固定されたシート
リング３と、該シートリング３に挿通される回転
軸４に固定されるとともに、該回転軸４に従動す
るシールリング５の摺接によつて当該メカニカル
シール１の外周側に密封された流体Ａの漏洩を阻
止せんとするものであつて、上記シールリング５
の摺接面５ａには、該シールリング５の回転方向
（矢印Ｂ）に対して摺接面５ａ直径方向の後方に
傾斜する細溝６，６…および同じく前方に傾斜す
る細溝７，７…が、その両端を上記摺接面５ａの
外周端５ｂならびに内周端５ｃに至到するととも
に相互に交叉するように設けられる。該細溝６，
６…７，７…は前方に傾斜する細溝７，７…が潤
滑流体膜を形成する機能（潤滑用）を奏し、一
方、後方に傾斜する細溝６，６…がポンピング作
用によつて密封する機能（密封用）を奏するもの
で、密封流体Ａは、第３図に示すごとく、摺接面
５ａの回転方向およびその粘性作用によつて前方
傾斜７，７…内に吸入され、該細溝７，７…内に
保留されつつ移動し（矢印Ｃ方向）、潤滑流体膜
を形成して上記シールリング５の摺接面５ａとシ
ートリング３の摺接面３ａ間を潤滑する。しかし
て、上記前方傾斜の細溝７，７…に沿つて移動し
た密封流体Ａは、該細溝７，７…と上記後方傾斜
の細溝６，６…が交叉する個所において、該後方
傾斜の細溝６，６…に移行し、摺接面５ａの内周
端５ｃに至ることなく吸入側（外周端５ｂ側）へ
排出される。したがつてシールリング５の摺接面
５ａに形成される上記細溝６，６…７，７…は摺
接面３ａ，５ａ間に吸入された流体量を上回る排
出能力を有するように、すなわち後方傾斜の細溝
６，６…の排出能力が前方傾斜の細溝７，７…の
吸入能力を上回るように形成される。この場合、
当該メカニカルシール１の停止時における漏洩を
完全に止めるためには細溝６，６…７，７…から
の流出を阻止する必要があり、そのためには該細
溝６，６…７，７…を0.2〜0.7μ以内に仕上げる
ことにより目的を達する。またある程度の漏洩を
許容する場合、または停止時間が短い場合、機器
において停止時、流体がメカニカルシール部に来
ない場合、停止時に圧力がなくなる場合には細溝
６，６…７，７…は1.0〜3μまでは許容され、こ
の範囲であれば通常のシール効果を得ることがで
き、細溝６，６…７，７…はその目的によつて
0.2〜3μの範囲にコントロールされる。
本発明メカニカルシールにおけるシートリング
もしくはシールリングの摺接面形成方法は以上の
ようにコートロールを要する細溝６，６…７，７
…の形成を容易にするものであつて、その方法は
まず摺接面５ａに研削加工もしくはラツプ加工を
施こしてこれを平板に形成した後、該摺接面５ａ
に前記細溝６，６…７，７…をけがき加工によつ
て形成し、その後摺接面５ａに磨き加工を施こし
て仕上げするものである。したがつて本発明の形
成方法によれば任意の形状（構成数を含む）の細
溝６，６…７，７…をきわめて精度に形成するこ
とができ、第４図および第５図に示すごとくメカ
ニカルシール１に要求される漏洩量と耐久性のバ
ランスを、後方傾斜の細溝６，６…と前方傾斜の
細溝７，７…の構成数を適宜選択することによ
り、常時最良の耐久密封性を保持することが可能
となる。また第６図は上記細溝６，６…７，７…
の構成数と漏洩量の関係を示す実験グラフであつ
て、両者が相関関係にあることを明確に示してい
る。該実験は後方傾斜の細溝６，６…の構成数を
15本に一定し（第５図に示す）、前方傾斜の細溝
７，７…の構成数を順次変更したものであり、軸
回転数は5000rpm、液圧は６Kg/cmGであつた。
また第７図は本発明の形成方法による細溝６，６
…７，７…の断面を示すもので、けがき加工法に
よつて形成される細溝６，６…７，７…はその両
縁に膨出部６ａ…７ａ…を有し、細溝７，７内に
吸入された流体Ａの潤滑流体膜の形成を容易に
し、かつ細溝６，６の流体Ａの取込を容易にする
ことができる。
もしくはシールリングの摺接面形成方法は以上の
ようにコートロールを要する細溝６，６…７，７
…の形成を容易にするものであつて、その方法は
まず摺接面５ａに研削加工もしくはラツプ加工を
施こしてこれを平板に形成した後、該摺接面５ａ
に前記細溝６，６…７，７…をけがき加工によつ
て形成し、その後摺接面５ａに磨き加工を施こし
て仕上げするものである。したがつて本発明の形
成方法によれば任意の形状（構成数を含む）の細
溝６，６…７，７…をきわめて精度に形成するこ
とができ、第４図および第５図に示すごとくメカ
ニカルシール１に要求される漏洩量と耐久性のバ
ランスを、後方傾斜の細溝６，６…と前方傾斜の
細溝７，７…の構成数を適宜選択することによ
り、常時最良の耐久密封性を保持することが可能
となる。また第６図は上記細溝６，６…７，７…
の構成数と漏洩量の関係を示す実験グラフであつ
て、両者が相関関係にあることを明確に示してい
る。該実験は後方傾斜の細溝６，６…の構成数を
15本に一定し（第５図に示す）、前方傾斜の細溝
７，７…の構成数を順次変更したものであり、軸
回転数は5000rpm、液圧は６Kg/cmGであつた。
また第７図は本発明の形成方法による細溝６，６
…７，７…の断面を示すもので、けがき加工法に
よつて形成される細溝６，６…７，７…はその両
縁に膨出部６ａ…７ａ…を有し、細溝７，７内に
吸入された流体Ａの潤滑流体膜の形成を容易に
し、かつ細溝６，６の流体Ａの取込を容易にする
ことができる。
なお、上記説明においてはメカニカルシール１
を外部加圧型とし、また該メカニカルシール１の
シールリング５の摺接面５ａに細溝６，６…７，
７…を形成したが、本発明はこれに限らずメカニ
カルシール１を内部加圧型とし、またメカニカル
シール１のシートリング３の摺接面３ａに細溝
６，６…７，７…を形成することとしても良い。
但し、前者の場合は前方傾斜の細溝７，７…が密
封効果を奏し、後方傾斜の細溝６，６…が潤滑効
果を奏するので、形成にあたつてその所要構成数
は逆転する。また図面において細溝６，６…７，
７…は直線状に示したが、曲線状にあつても良
く、さらに直線状および曲線状の混合としても良
い。
を外部加圧型とし、また該メカニカルシール１の
シールリング５の摺接面５ａに細溝６，６…７，
７…を形成したが、本発明はこれに限らずメカニ
カルシール１を内部加圧型とし、またメカニカル
シール１のシートリング３の摺接面３ａに細溝
６，６…７，７…を形成することとしても良い。
但し、前者の場合は前方傾斜の細溝７，７…が密
封効果を奏し、後方傾斜の細溝６，６…が潤滑効
果を奏するので、形成にあたつてその所要構成数
は逆転する。また図面において細溝６，６…７，
７…は直線状に示したが、曲線状にあつても良
く、さらに直線状および曲線状の混合としても良
い。
以上のように、本発明はメカニカルシールを構
成するシートリングもしくはシールリングの摺接
面にその両端を摺接面の外周端および内周端に至
到させ、かつその方向を相対的回転方向の前方な
らびに後方に傾斜させる所要数の密封用ならびに
潤滑用の細溝を、あらかじめ研削加工法もしくは
ラツプ加工法によつて平板状に形成した摺接面に
けがき加工によつて形成し、その後該摺接面を磨
き加工によつて細溝の両縁になめらかな膨出部が
形成されるように仕上げることとしたため、これ
によつて密封性と摺動発熱の双方の制御を自在と
し、耐久密封性に優れたメカニカルシールを製作
することができる。また、本発明によれば同一形
状の細溝を有するメカニカルシールを容易かつ大
量に製作でき、本発明の奏する効果にはきわめて
大なるものがある。
成するシートリングもしくはシールリングの摺接
面にその両端を摺接面の外周端および内周端に至
到させ、かつその方向を相対的回転方向の前方な
らびに後方に傾斜させる所要数の密封用ならびに
潤滑用の細溝を、あらかじめ研削加工法もしくは
ラツプ加工法によつて平板状に形成した摺接面に
けがき加工によつて形成し、その後該摺接面を磨
き加工によつて細溝の両縁になめらかな膨出部が
形成されるように仕上げることとしたため、これ
によつて密封性と摺動発熱の双方の制御を自在と
し、耐久密封性に優れたメカニカルシールを製作
することができる。また、本発明によれば同一形
状の細溝を有するメカニカルシールを容易かつ大
量に製作でき、本発明の奏する効果にはきわめて
大なるものがある。
図面は本発明に係る形成方法によつて製作され
るメカニカルシールの一実施例を示すもので、第
１図はメカニカルシールの取り付け状態を示す要
部断面図、第２図、第４図および第５図はシール
リングの摺接面の正面図、第３図は流体の移動状
態を示す同要部拡大図、第６図は細溝の構成数と
漏洩量の関係を示す実験グラフ、第７図は細溝の
拡大断面図である。 １…メカニカルシール、２…ハウジング、３…
シートリング、３ａ，５ａ…摺接面、４…回転
軸、５…シールリング、５ｂ…外周端、５ｃ…内
周端、６，７…細溝、６ａ，７ａ…膨出部。
るメカニカルシールの一実施例を示すもので、第
１図はメカニカルシールの取り付け状態を示す要
部断面図、第２図、第４図および第５図はシール
リングの摺接面の正面図、第３図は流体の移動状
態を示す同要部拡大図、第６図は細溝の構成数と
漏洩量の関係を示す実験グラフ、第７図は細溝の
拡大断面図である。 １…メカニカルシール、２…ハウジング、３…
シートリング、３ａ，５ａ…摺接面、４…回転
軸、５…シールリング、５ｂ…外周端、５ｃ…内
周端、６，７…細溝、６ａ，７ａ…膨出部。
Claims (1)
- １ シートリングとシールリングの各摺接面の摺
接によつて密封流体の漏洩を阻止するメカニカル
シールの上記シートリングもしくはシールリング
の摺接面の製作において、研削加工法もしくはラ
ツプ加工法にて平面状に形成した上記摺接面に、
その両端を上記摺接面の外周端および内周端に至
到させ、かつその方向を相対的回転方向の前方な
らびに後方に傾斜させる所要数の密封用ならびに
潤滑用の細溝をけがき加工によつて形成し、その
後上記摺接面を磨き加工して上記細溝の両縁にな
めらかな膨出部が形成されるように仕上げること
を特徴とするメカニカルシールにおけるシートリ
ングもしくはシールリングの摺接面形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19439681A JPS5899561A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19439681A JPS5899561A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899561A JPS5899561A (ja) | 1983-06-13 |
| JPH025951B2 true JPH025951B2 (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16323892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19439681A Granted JPS5899561A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | メカニカルシ−ルにおけるシ−トリングもしくはシ−ルリングの摺接面形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899561A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105987175B (zh) * | 2016-08-05 | 2019-04-12 | 江西省科学院应用物理研究所 | 具有各种孔型与三维似雪花状槽型相结合的机械密封结构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB888198A (en) * | 1958-06-13 | 1962-01-31 | Goetzewerke | Shaft seal |
| US3973781A (en) * | 1972-05-23 | 1976-08-10 | Veb Gummikombinat Berlin | Self-lubricating seal |
| JPS5297059A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-15 | Danfoss As | Pressure ring with slide seal |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP19439681A patent/JPS5899561A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB888198A (en) * | 1958-06-13 | 1962-01-31 | Goetzewerke | Shaft seal |
| US3973781A (en) * | 1972-05-23 | 1976-08-10 | Veb Gummikombinat Berlin | Self-lubricating seal |
| JPS5297059A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-15 | Danfoss As | Pressure ring with slide seal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5899561A (ja) | 1983-06-13 |
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